杭州灣海面上，一座大橋如長龍臥波。自然條件的阻礙，讓杭州灣兩岸千百年來只能遙遙相望，南來北往只能選擇向西繞行。經過長達10年的設計籌建、4年多的建設，2008年5月1日，南起寧波慈溪，北抵嘉興海鹽，全長36公里的杭州灣跨海大橋繪就了江浙滬2小時交通圈。
大橋北起嘉興海鹽鄭家埭，跨越杭州灣海域後止於寧波慈溪水路灣，全長約36公里，設南、北兩個航道：北航道橋為主跨448米的鑽石形雙塔雙索麵鋼箱梁斜拉橋，通航標準35000噸；南航道橋為主跨318米的A形單塔雙索麵鋼箱梁斜拉橋，通航標準3000噸。橋寬33米，按照雙向6車道高速公路標準建設，設計速度100公里/小時，設計使用壽命100年，總投資134.54億元。
如此規模的跨海大橋，國內養護管理經驗幾乎空白。由於環境惡劣、技術複雜、規模巨大、交通繁重，“百年大橋”的養護管理工作任重而道遠。自通車以來，寧波市杭州灣大橋發展有限公司不斷完善養護理念、提升養護技術，逐步實現了從局部養護向全面養護、從粗放型養護向精細化養護、從被動養護向預防養護、從常規養護向科技養護的轉變，取得了良好的效果，其現代化養護管理理念和方法也為其他工程積累了寶貴經驗。
引領發展
創新管養模式
杭州灣跨海大橋具有規模巨大、構造複雜、環境惡劣的特點。面對如此複雜的結構體系，很難單靠一兩家單位來實現高質量的養護。寧波市杭州灣大橋發展有限公司堅持實施專業化養護路線，實行分構件由相對固定的專業單位承擔養護工作，同時由一家專業單位來實現對於全橋技術狀況的綜合評估。十年來，杭州灣跨海大橋逐步建立了“分項養護、總體評估”的專業化養護模式和多層次的專家顧問體系，為國內長大跨海橋樑的管養模式提供了新的思路。
（1）“分項養護，總體評估”的專業化養護模式
杭州灣跨海大橋屬於特大型複雜結構，有許多橋樑構件具有構造複雜、養護困難的特點。比如伸縮縫、斜拉索、阻尼器、鋼管樁等。對如此複雜的結構體系，很難單靠一兩家單位來實現高質量的養護。因此，分構件應由相對固定的專業單位承擔養護工作，這些專業單位可以是具有資質的檢測單位，科研機構或是生產廠家。但由此帶來的一個負面效應就是參與大橋檢查的單位眾多，且都專注於對某些構件的檢查，不能勝任對全橋的技術狀況評估。因此，應該由一家專業單位來實現對於全橋技術狀況的評估。該單位應該對大橋的結構特點有充分的瞭解，並有能力把握和整合各個檢測單位提供的檢測報告。
（2）多層次的專家顧問體系
管理型的養護模式註定了要充分利用社會資源來為大橋的養護工作服務。這既包括藉助專業單位來實現有針對性的養護，也包括藉助有經驗的專家團隊來為大橋的養護工作進行評價、建議和指導。對於大橋管養單位來說，只有充分藉助專家團隊的力量，才能實現對養護方案和養護效果的有效把控。
目前公司具有以下三個層次的專家顧問團隊：
①分包單位專家組。這部分專家主要由分包單位的相關專家組成。這些專家對自己所在單位分包的養護工作較為熟悉，能夠為管養單位提供最及時的專業諮詢。
②大橋技術專家組。這部分專家是管養單位長期聘用的相對固定的專家團隊。該團隊應主要由參與大橋建設的相關專家組成。如大橋的建設管理人員、設計人員、施工人員等。該團隊的專家對大橋結構狀況最為熟悉，能夠對大橋各分包單位提供的養護成果進行綜合判斷，進而在大橋的整體評估、養護計劃安排、養護方案改進等方面提供意見和建議。
③特邀技術顧問。特邀技術顧問主要由行業內相關領域的知名專家組成，成員相對不固定。管養單位應根據所要解決的問題的具體類型，有針對性地邀請具有相關研究經驗的專家參與到養護工作中來。
填補空白
建立管養體系
現代橋樑管養體系文件主要包括養護規劃、養護手冊、養護標準、養護定額四方面內容：養護規劃指對橋樑未來養護工作的規劃，解決了橋樑管養要做什麼的問題；養護手冊則是通過制定詳細的工藝要求來指導養護工作的開展，解決了橋樑管養怎麼做的問題；養護標準則對養護工作制定評定標準，對承包單位養護成果進行考核，解決了橋樑管養工作考核評價問題；養護定額針對橋樑具體情況，實行養護經費核算控制，解決橋樑管養該花多少錢的問題。
大橋通車運營後，首先由中交公路規劃設計院有限公司於2012年完成中長期養護規劃的編制，確定大橋運營養護的總體內容和方向；2014年由中鐵大橋局武漢橋科院完成養護手冊的編制，指導橋樑的養護維修作業；2017年，中交公路規劃設計院完成養護標準和養護定額的編制工作。至此，基本建立起杭州灣跨海大橋完善的養護制度體系，保證了大橋養護決策科學化、養護管理規範化、養護作業標準化、養護費用合理化和養護處置高效化，填補了國內乃至世界特大型橋樑管養行業空白。
佈局智能
打造管養標杆
信息化對各行業都能發揮集約效益和倍增效應，在公路行業信息化水平普遍較低的情況下，信息化建設的意義尤為重大。十年來，杭州灣跨海大橋在信息化和智能化管養方面，進行了一系列的創新和實踐。目前已建成資產管理系統、結構健康監測系統、機電養護管理系統、土建結構養護管理系統、匝道橋實時監測系統和交通事件智能預警系統。
（1）資產管理系統
進入21世紀，隨著計算機技術的發展，利用信息化、集成化的手段為長大跨徑橋樑養護管理公司建立企業級的橋樑資產管理系統（Bridge Asset Management System，簡稱“BAMS”），從橋樑資產全面管理的角度，為杭州灣跨海大橋的管養工作指明瞭新的方向。橋樑資產管理系統基於精細化、標準化、直觀化、便捷化、主動預防式養護的技術和理念，在確保橋樑資產性能安全的前提下，使企業管理和養護工作可視化、專業化，降本增效，可以為橋樑養護管理企業帶來顯著的社會效益和經濟效益。
（2）大橋健康與安全監測系統
杭州灣大橋健康與安全監測系統共有436個傳感測點，包含自動化傳感測試、中心數據庫、結構安全預警評估、用戶界面等4大子系統。系統以橋樑結構為平臺，應用現代傳感、通信和網絡技術，優化組合結構監測、環境監測、交通監測、安全報警、專項評估、信息網絡分析處理和橋樑養護管理各功能子系統為一體的綜合監測系統。它實時監測橋樑在自然環境、交通荷載等因素作用下的代表性、關鍵結構構件響應，並能有效地讓大橋管理方實時客觀數據化定量地瞭解橋樑所處的運營環境、核心代表性構件響應數據以及結構所處的安全置信度水平，整體提高橋樑的信息化、自動化監管能力，為橋樑病害診治（斷）提供科學客觀的數據，最大限度地輔助橋樑管養決策的制定，提高橋樑應急管理處置的水平與效率。
系統投入運營以來，為保障橋樑安全運營、應急管理、養護維修等提供了數據支撐，有效輔助了大橋管養科學決策。
（3）機電養護管理系統
機電養護管理系統主要包括設備資源管理、設備監控報警、設備日常養護、考核評價管理4個主要部分。通過該項目的實施，構建了一個功能完善、切實有效可持續發展的機電養護設施管理系統，完成內外場設施的資產管理、故障的實時發現、維護跟蹤以及各類運維情況的統計分析等，並建立起一個完整的養護信息庫，為養護計劃的制定和領導的決策提供數據支持。
（4）匝道橋實時監測系統
杭州灣大橋海中平臺匝道橋大部分都是多跨一聯的曲線梁橋，每一聯中的大多數橋墩採用的都是獨柱高墩。這種佈置形式的橋樑結構，結構橫橋向剛度及振動基頻都較低，在車輛、水流和風荷載作用下很容易發生振動。與此同時，曲線梁橋在振動形態上比直線梁橋複雜，會產生橋面豎向、側向，甚至還有扭轉的振動響應，且大多時候表現為空間的耦合。
為了更系統、更全面地掌握杭州灣大橋海中平臺匝道橋的振動，公司於2011年在大橋海中平臺匝道橋安裝了實時監測系統，在一個更長的週期中跟進對振動原因及振動影響的研究，對結構的安全和使用狀態進行實時監控。風、浪聯合作用下的跨海橋樑結構的響應監測及機理研究，在國內外屬於領先水平，該項目的實施填補了這一空白，併為今後跨海橋樑結構的設計、建造提供寶貴的經驗。
加強科研
助力管養決策
在杭州灣跨海大橋的前期研究與建設過程中，先後開展了148項專題研究，進行了250多項技術革新，取得了以10大核心技術為代表的自主創新成果，攻克了在強潮海灣建設跨海大橋的技術難題，累計節約建設成本約11億元。養護是建設的延續，養護決策更需要科研和基礎數據的支撐。管養過程中，大橋管理公司積極開展養護科研工作，在關乎大橋結構安全的耐久性、基礎沖刷、沉降等問題方面積累了海量數據，制定了針對性處置措施，取得了良好的社會和經濟效益。
（1）橋墩局部沖刷觀測研究
杭州灣大橋所處的杭州灣河口，潮汐強、潮差大，懸沙與床沙粒徑基本一致，導致海床泥沙衝淤複雜多變，海底溝槽產生髮展變化較快，橋墩局部沖刷成為大橋安全運營的隱患。橋墩局部沖刷觀測研究自大橋工可研階段以來，就受到了大橋管理部門的高度重視。2008年至今，大橋持續開展杭州灣跨海大橋橋墩局部沖刷觀測研究系列專題，進行了大橋附近地形、水文等的觀測，對橋軸線灘槽穩定性及橋墩局部沖刷安全做了分析和評估，制定了針對性的防沖刷措施，有效保證了大橋的結構安全。
（2）混凝土耐久性評估及長期維護技術研究
杭州灣跨海大橋處於典型的海洋腐蝕環境，為評估混凝土結構耐久性，大橋建造時同步建設了杭州灣跨海大橋混凝土結構耐久性暴露試驗站。暴露試驗站是在大橋使用環境下建立的一個試驗平臺，能夠獲取大橋實際混凝土結構在海洋環境作用下的耐久性參數，驗證各種耐久性防護措施的有效性和侷限性, 為其他類似後續工程提供經驗，也為國家規範的下一步修訂提供第一手資料。同時，通過暴露試驗站實際使用環境和人工模擬環境中混凝土試件的對比分析，通過METS（多重環境時間相似）理論建立兩者之間的聯繫，從而實現利用快速人工模擬試驗的結果，推測杭州灣跨海大橋實際使用性能和壽命的目標。
轉化四新
提升管養效能
作為世界級的跨海橋樑，大橋公司在養護過程中，特別重視對於四新技術的應用。這些技術的成功應用大大提升了大橋的養護效率和質量。不少技術在行業內得到了較好的推廣。
（1）近景攝影測量
杭州灣跨海大橋橋塔因其結構高聳（近200米），很難使用人工對其結構狀態進行全方位的檢查，是大橋結構健康檢測的薄弱環節。為此，公司在2012年同長沙理工大學及法國SITES公司合作，採用世界先進的“近景攝影測量”技術對大橋的橋塔表觀缺陷進行了研究。
這項“近景攝影測量”技術應用到大橋結構健康監測之中在國內尚屬首次，該技術的成功應用，對於打造杭州灣跨海大橋成為全國第一座真正意義上的“數字化、檔案化管理橋樑”具有重要意義。
（2）超聲衍射檢測
隨著橋樑運營時間的延長，焊縫原有不超標的病害會擴展，或者可能會產生新的病害。為了對這些可能產生的焊縫病害進行檢測，進而實現對焊縫的有效監控，公司積極應用超聲衍射（TOFD）技術進行鋼箱梁對接焊縫檢測。超聲波衍射時差法，在檢測精度、可靠性、減低成本、提高效率、環境保護等各個方面，TOFD技術的表現均十分優異。
（3）鋼橋面鋪裝專修
公司以杭州灣跨海大橋南、北航道橋專項維修工程為依託，引進由寧波天意公司針對美國環氧瀝青鋪裝病害專門研發的樹脂瀝青（ER）鋼橋面鋪裝專修技術。ER修復技術脫胎於ERS鋪裝體系，由EBCL+RA13兩層組成。
該項技術是在鋼板重新拋丸除鏽後，利用樹脂瀝青+抗剪碎石形成一層新的完整的防水抗滑粘結層EBCL，實現鋪裝層對鋼板的牢固粘結。同時防水防腐且約束鋪裝層的滑動，主要起到保護鋼板、提高界面粗糙度的作用。EBCL的另一個作用是均勻分散樹脂瀝青混合料固化時的內聚力，不在某一位置集中釋放，因而不產生裂縫。RA13層作為上面層，主要起到承受行車荷載、阻斷鋼板不利熱傳導、保護EBCL層的作用。ER結構可在常溫下施工和固化，且固化期較短，鋪裝施工後一般3天左右即可恢復交通通行，與美日等環氧瀝青修補技術比，造價相對低廉。
（4）聚硫高強密封劑
公司以杭州灣跨海護欄地腳螺栓防腐塗裝工程為依託，引進中航百慕新材料技術工程股份有限公司研製的聚硫型高強防水密封劑，用於切斷護欄地腳螺栓同外界環境的連通渠道。本產品系採用液態聚硫橡膠為基配置而成的雙組分室溫硫化型密封劑，已定性用於國產某型號戰鬥機的雷達艙、設備艙等口蓋密封。由於其分子結構中含有特殊的補強劑和憎水助劑，因而具有極高的粘結穩定性能，優異的耐水、耐油和耐大氣老化性能。高拉伸強度和粘結強度，老化性能穩定；優異的耐水穩定性；在有表面保護情況下，綜合老化性能壽命達40年以上。
（5）智能機器人檢測
該項技術通過特製機器人爬車上的攝像頭，從斜拉索的4個面進行整索攝像，對攝像資料進行分析，能夠及時發現拉索 PE 護套的損傷情況。同時具有擴展功能，可以搭載其他的檢測設備，如斜拉索表面的清洗、塗裝，斜拉索內部鋼絲鏽蝕情況檢測等。
十載光陰飛逝，建成通車以來，大橋提升了運輸效率，帶動杭州灣南北兩岸區域經濟飛速發展，提升了長三角一體化和開放程度。同時，杭州灣跨海大橋的建成，不僅是世界建橋史上的偉大創舉和建設奇蹟，也是我國改革開放30年經濟社會發展的縮影。這條36公里的巨龍飛跨杭州灣天塹，演繹“一橋飛架南北，天塹變通途”，如今，大橋迎來了它的十週年生日。在這十年裡，大橋先後榮獲國家科技進步二等獎、魯班獎、詹天佑獎、國家優質投資項目獎和FIDIC（國際諮詢工程師聯合會）優秀項目獎等，入選全國土木工程建設行業“百年百項傑出土木工程”“中國招投標行業發展30年經典項目”“改革開放35年百項經典暨精品工程”等，獲得省“文明公路”“最美公路”等稱號。其10年輝煌結束，然而對於其100年設計壽命來說，它芳華正茂。時值改革開放40週年，經過10年沉澱，杭州灣跨海大橋定將以更加飽滿的姿態，繼續書寫新的輝煌。
作者 / 王金權
作者單位 / 寧波市杭州灣大橋發展有限公司
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